Vrtložne struje

Elektromagnetizam

Ključne stavke

Elektricitet • Magnetizam

Elektrostatika

Električni naboj • Coulombov zakon • Električno polje • Električni fluks • Gaussov zakon • Električni potencijal • Elektrostatična indukcija • Električni dipolni moment

Magnetostatika

Ampèreov zakon • Električna struja • Magnetno polje • Magnetni fluks • Biot–Savartov zakon • Magnetni dipolni moment • Gaussov zakon za magnetizam

Elektrodinamika

Vakuum • Lorentzova sila • EMS • Elektromagnetska indukcija • Faradayjev zakon • Lenzov zakon • Struja pomaka • Maxwellove jednačine • EM polje • Elektromagnetna radijacija • Liénard-Wiechertov potencijal • Maxwellov tenzor • Vrtložne struje

Električna mreža

Električna provodljivost • Električni otpor • Kapacitivnost • Induktivnost • Impedanca • Resonantne šupljine • Talasovod

Kovarijantna formulacija

Elektromagnetni tenzor • EM tenzor napon-energija • Četiri-tok • Elektromagnetni četiri-potencijal

Naučnici Ampère • Coulomb • Faraday • Heaviside • Henry • Hertz • Lorentz • Maxwell • Tesla • Weber · Ostali

Ova kutijica: pogledaj • razgovor • uredi

Vrtložne struje ili Fukoove struje^[1] (po Leonu Fukou) nastaju indukcijom napona u provodniku kada se magnetno polje oko provodnika menja. Do promene magnetnog polja dolazi kada se provodnik kreće u konstantnom magnetnom polju ili kada provodnik miruje u promenljivom magnetnom polju. Prema Lencovom zakonu vrtložne struje svojim postojanjem proizvode magnetno polje koje se suprotstavlja onom magnetnom polju koje ih je izazvalo.

U elektroenergetici, odnosno proizvodnji i prenosu električne energije, često se koristi gvožđe kao jezgro kalema. Gvozdeno jezgro (solenoid) je potrebno da bi se dobila što veća magnetna indukcija, veći magnetni fluks i veća snaga elektromotora. Međutim, kod jezgra od punog gvožđa, sa navojima od bakarne žice, kroz koje protiče naizmenična struja, stvara se promenljivi fluks i indukuje se elektromotorna sila i vrtložna struja promenljive putanje i smera. Ova struja zagreva gvozdeno jezgro i pri tome nastaju gubici energije. U radu električnih mašina naizmenične struje vrtložne struje su nepoželjne pošto povećavaju toplotne gubitke u feromagnetnom materijalu.^[2] Da bi se smanjili gubici usled vrtložnih struja, feromagnetni delovi se ne prave od punog jezgra, već se koriste izolovani gvozdeni limovi, kako bi se ispresecao put vrtložnim strujama. Takođe, da bi smanjile vrtložne struje, gvožđe se meša sa niskim procentom silicijuma.

Postoje slučajevi kada je vrtložna struja korisna. Pomoću vrtložne struje se topi gvožđe, tako što se u keramičku posudu stavljaju komadi gvožđa, a kroz navoj oko lonca se propušta naizmenična struja. Promenljiva struja stvara promenljivo elektromagnetno polje, što proizvodi vrtložne struje, koje zagrevaju i tope materijal u posudi. Ovako istopljeno gvožđe može da se lije u kalupe. Po istom principu se topi i zlato za zube.^[2] Vrtložnie struje se koriste za direktno zagrevanje provodnog materijala kod indukcione peći.

Vrtložne struje imaju primenu u izradi vrtložnih kočnica, kod šinskih vozila, rolerkostera (engl. roller coaster) i asinhronih mašina.^[3] Koriste se i za ispitivanje defekata kao što su naprsline^[4], na materijalima, tako što se meri vrtložna struja, koja ima prekide u koliko postoji defekt.^[5]

Izvori

Spoljašnje veze

Vrtložne struje na Wikimedijinoj ostavi